KR100707477B1 - A variable sample pulse generator and a electric filed strength measuring equipment containing it - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동전파신호의 빠른 페이딩 신호의 수신전력측정을 위한 가변샘플 펄스 발생장치 및 이를 포함하는 전계 강도 측정 장치에 관한 것으로서, 이동 전파 신호의 빠른 페이딩 신호를 보다 정확하게 측정하기 위해서, 펄스 발생부의 펄스와 펄스 사이 동안 원하는 샘플 데이타 수를 확장하여 아날로그-디지털 변환부의 샘플링 레이트를 높이는 가변 샘플 펄스 발생 장치 및 이를 포함하여 각 위치에 따른 수신 전계의 강도를 측정하는 전계 강도 측정 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a variable sample pulse generating device for measuring the received power of a fast fading signal of a mobile radio signal and an electric field strength measuring device including the same, in order to more accurately measure a fast fading signal of a mobile radio signal, The present invention relates to a variable sample pulse generating device for increasing the sampling rate of an analog-to-digital converter by extending a desired number of sample data between pulses and a pulse, and an electric field strength measuring device for measuring the intensity of a received electric field according to each position.

본 발명의 이동전파신호의 빠른 페이딩 신호의 수신전력측정을 위한 수신 전계 강도 측정 장치는 안테나를 통해 이동통신 채널의 페이딩 신호를 수신하는 전계강도 수신부, 상기 전계강도 수신부의 아날로그 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부(A/D 변환부), 공간적으로 이동하는 이동체의 바퀴의 회전수에 따라 일정한 간격의 펄스를 제공하는 펄스 발생부, 이동전파신호의 빠른 페이딩 신호의 수신 전력을 정확히 측정함과 동시에 이동체의 속도가 변하더라도 일정한 공간간격으로 데이터를 수신하도록, 상기 펄스 발생부의 펄스와 펄스 사이의 시간간격 및 시간 변화량을 측정하여 각 펄스 구간의 데이터 측정 시간 간격을 조절함으로써, 상기 아날로그-디지털 변환부의 샘플링 레이트를 조절하는 가변 샘플 제어부, GPS 안테나를 통해 GPS 데이터를 수신하는 GPS 수신부, 및 상기 아날로그-디지털 변환부의 출력인 전계강도 데이터와 상기 GPS 수신부의 출력인 위치데이터를 동시에 저장하는 데이터 저장부를 포함한다.A receiving field strength measuring apparatus for measuring a reception power of a fast fading signal of a mobile radio signal of the present invention includes a field strength receiver for receiving a fading signal of a mobile communication channel through an antenna and an analog output signal of the field strength receiver as a digital signal. Analog-to-digital conversion unit (A / D conversion unit) for converting, a pulse generator for providing a pulse at regular intervals according to the number of revolutions of the wheel of the moving object spatially, and accurately receive the power of the fast fading signal of the mobile radio signal By measuring the time interval and the amount of time change between the pulse and the pulse generator of the pulse generator so as to receive the data at a constant spatial interval even if the speed of the moving object changes, by adjusting the data measurement time interval of each pulse interval, GPS antenna, variable sample controller for adjusting sampling rate of digital converter It includes data storage for storing the output of the position data of the digital conversion output portion of the electric field intensity data and the GPS receiving unit at the same time - via the GPS receiver, and the analog receiving the GPS data.

이동통신 페이딩 신호, 수신 전계 강도 측정 장치, 가변샘플 펄스 발생장치 Mobile communication fading signal, receiving field strength measuring device, variable sample pulse generator

Description

이동전파신호의 빠른 페이딩 신호의 수신전력측정을 위한 가변샘플 펄스 발생장치 및 이를 포함하는 전계 강도 측정 장치{A VARIABLE SAMPLE PULSE GENERATOR AND A ELECTRIC FILED STRENGTH MEASURING EQUIPMENT CONTAINING IT}VARIABLE SAMPLE PULSE GENERATOR AND A ELECTRIC FILED STRENGTH MEASURING EQUIPMENT CONTAINING IT}

도 1은 경로손실, 장구간 페이딩, 단구간 페이딩을 포함하고 있는 이동전파신호의 전계강도를 나타내는 그림이다. 1 is a diagram showing the electric field strength of a radio wave signal including path loss, long-term fading, and short-term fading.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 이동전파신호의 빠른 페이딩 신호 측정을 위한 전계 강도 측정장치의 구성도이다.2 is a block diagram of an electric field strength measuring apparatus for measuring a fast fading signal of a mobile radio signal according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3은 종래의 일반적인 펄스 발생부의 펄스 파형으로서, 이동체 바퀴의 1 회전 당 4개의 펄스를 발생시키는 펄스 발생부의 펄스 파형에 관한 그림이다.3 is a pulse waveform of a conventional general pulse generator, and is a diagram of a pulse waveform of a pulse generator that generates four pulses per one revolution of a moving wheel.

도 4는 동일한 속도로 움직이는 이동체에 있어서의 수신 데이터 측정 그림이다.4 is a diagram of measurement of received data in a moving body moving at the same speed.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 이동체의 속도가 일정하지 않는 경우에도 일정한 공간간격으로 수신 전계강도 데이터를 취득하는 원리를 보여주는 알고리즘이다.5 is an algorithm illustrating a principle of acquiring received field strength data at a constant spatial interval even when the speed of a moving object is not constant according to a preferred embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 도5의 알고리즘에 의해 이동체의 속도가 가변하는 경우 측정한 데이터 분포이다.FIG. 6 is a data distribution measured when the speed of a moving object is changed by the algorithm of FIG. 5 according to an exemplary embodiment of the present invention.

〈도면의 주요부분에 대한 〉〈About the main part of the drawings〉

100: 안테나 200: 전계 강도 수신부100: antenna 200: field strength receiver

300: A/D 변환부 400: 펄스 발생부300: A / D converter 400: pulse generator

500: 가변 샘플 제어부 600: GPS 안테나500: variable sample control unit 600: GPS antenna

700: GPS 800: 데이터 저장부700: GPS 800: data storage

본 발명은 이동전파신호의 빠른 페이딩 신호의 수신전력측정을 위한 가변 샘플 펄스 발생장치 및 이를 포함하는 전계 강도 측정 장치에 관한 것으로서, 이동 전파 신호의 빠른 페이딩 신호를 보다 정확하게 측정하기 위해서, 펄스 발생부의 펄스와 펄스 사이 동안 원하는 샘플 데이타 수를 확장하여 아날로그-디지털 변환부의 샘플링 레이트를 높이는 가변 샘플 펄스 발생 장치 및 이를 포함하여 각 위치에 따른 수신 전계의 강도를 측정하는 전계 강도 측정 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a variable sample pulse generator for measuring the reception power of a fast fading signal of a mobile radio signal, and an electric field strength measuring device including the same. In order to more accurately measure a fast fading signal of a mobile radio signal, The present invention relates to a variable sample pulse generating device for increasing the sampling rate of an analog-to-digital converter by extending a desired number of sample data between pulses and a pulse, and an electric field strength measuring device for measuring the intensity of a received electric field according to each position.

이동전파신호는 불규칙한 지형에 의한 다중반사와 수많은 방해물에 의한 회절 및 반사 등이 일어난다. 따라서, 수신기의 안테나에 수신되는 이동 전파 신호는 서로 다른 진폭과 위상을 갖는 여러파의 합성파이고, 수신되는 합성파의 진폭, 위상, 주파수는 확률분포로 표현되는 랜덤특성을 갖는 다중경로 페이딩 신호이다.The mobile radio signal has multiple reflections caused by irregular terrain and diffraction and reflection caused by numerous obstacles. Therefore, the mobile propagation signal received by the antenna of the receiver is a composite wave of several waves having different amplitudes and phases, and the amplitude, phase, and frequency of the received synthesized wave have a random characteristic represented by a probability distribution. to be.

지금까지 이동전파신호의 변화현상을 나타내는 페이딩 신호를 측정하는 장치는 전계강도 측정 장치 혹은 스펙트럼 분석기, CDMA 전파측정용 소프트웨어 Tool인 DM(Diagonostic Monitor) 등으로서 이러한 장치와 Tool은 수신 전계강도의 시간 적 분포특성 만을 측정할 수 있으므로 수신기 주변의 환경에 따라 달라지는 이동전파신호의 채널 특성에 대한 정확한 측정 및 분석에는 한계가 있다.Until now, the apparatus for measuring fading signal showing the change of mobile radio signal is electric field strength measuring device or spectrum analyzer, DM (Diagonostic Monitor) which is a software tool for CDMA radio wave measurement. Since only distribution characteristics can be measured, there is a limit to accurate measurement and analysis of channel characteristics of mobile radio signals that vary according to the environment around the receiver.

이동전파신호의 전파전파(電波傳播)특성은 해당 신호의 주파수뿐만 아니라 전파되는 지역의 물리적 환경에 크게 영향을 받는다. 그러므로 기존의 시스템의 성능 평가와 새로운 시스템의 개발을 위해서는 다양한 전파환경에 대한 전파전파특성의 이론적 연구 및 실제 환경에서의 이동전파 신호 측정 및 분석이 병행 되어져야 한다. The propagation characteristics of the mobile radio signal are greatly influenced by the physical environment of the propagated region as well as the frequency of the signal. Therefore, in order to evaluate the performance of the existing system and to develop a new system, the theoretical study of the propagation characteristics for various propagation environments and mobile radio signal measurement and analysis in the actual environment should be performed in parallel.

이동통신 환경에서는 수신 전계강도를 정확히 예측하기란 매우 어렵다. 특히 도심지역과 같이 직접파보다는 반사파에 의한 통신이 주로 이루어지는 전파환경에서는 수신지점이 약간만 변화더라도 수신 전계강도의 세기는 크게 변한다. 이와 같이 주변 환경 변화에 따른 전계강도의 예측은 일반적인 전파모델로는 해석이 곤란하므로 실제 신호를 측정 및 분석하여 제시된 실험식이 많이 사용된다. 따라서 급격하게 변하는 전계강도 신호의 공간적 분포를 정확히 측정하는 것이 매우 중요하다.In the mobile communication environment, it is very difficult to accurately predict the received field strength. In particular, in the radio environment where communication is mainly based on reflected waves rather than direct waves, such as urban areas, the strength of the received field strength varies greatly even if the receiving point changes only a little. As such, the prediction of the electric field strength according to the change of the surrounding environment is difficult to interpret by the general propagation model. Therefore, the empirical equations presented by measuring and analyzing the actual signals are frequently used. Therefore, it is very important to accurately measure the spatial distribution of the rapidly changing field strength signal.

본 발명의 목적은 이동체의 속도 변화에 상관없이 공간적으로 일정한 데이터를 수신하기 위한 빠른 페이딩 신호의 수신 전력측정을 위한 가변샘플 펄스 발생장치 및 이를 포함하는 수신 전계 강도 측정 장치를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a variable sample pulse generator for receiving power measurement of a fast fading signal for receiving spatially constant data regardless of the speed change of the moving object and a receiving field strength measuring apparatus including the same.

상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 이동전파신호의 빠른 페이딩 신 호의 수신전력측정을 위한 수신 전계 강도 측정 장치는 안테나를 통해 이동통신 채널의 페이딩 신호를 수신하는 전계강도 수신부, 상기 전계강도 수신부의 아날로그 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부(A/D 변환부), 공간적으로 이동하는 이동체의 바퀴의 회전수에 따라 일정한 간격의 펄스를 제공하는 펄스 발생부, 이동전파신호의 빠른 페이딩 신호의 수신 전력을 정확히 측정함과 동시에 이동체의 속도가 변하더라도 일정한 공간간격으로 데이터를 수신하도록, 상기 펄스 발생부의 펄스와 펄스 사이의 시간간격 및 시간 변화량을 측정하여 각 펄스 구간의 데이터 측정 시간 간격을 조절함으로써, 상기 아날로그-디지털 변환부의 샘플링 레이트를 조절하는 가변 샘플 제어부, GPS 안테나를 통해 GPS 데이터를 수신하는 GPS 수신부, 및 상기 아날로그-디지털 변환부의 출력인 전계강도 데이터와 상기 GPS 수신부의 출력인 위치데이터를 동시에 저장하는 데이터 저장부를 포함한다. In order to achieve the above object, the reception field strength measuring apparatus for measuring the reception power of the fast fading signal of the mobile radio signal of the present invention is an electric field strength receiver for receiving a fading signal of a mobile communication channel through an antenna, the electric field strength receiver Analog-to-digital converter (A / D converter) for converting the analog output signal of the digital signal to a digital signal, Pulse generator for providing a pulse at a constant interval according to the number of revolutions of the wheel of the moving object spatially, Measure the data of each pulse section by measuring the time interval and the amount of time change between the pulse and the pulse generator of the pulse generator so as to accurately measure the received power of the fast fading signal and to receive data at a constant spatial interval even if the speed of the moving object changes. By adjusting the time interval, the sampling rate of the analog-to-digital converter is adjusted. It includes data storage for storing the output of the position data of the digital conversion output portion of the electric field intensity data and the GPS receiving unit at the same time-varying control sample, a GPS antenna by GPS receiver, and the analog receiving the GPS data.

상기 각 펄스 구간의 데이터 측정 시간 간격(

Figure 112005038200215-pat00001
)은 Data measurement time interval of each pulse section (
Figure 112005038200215-pat00001
)silver

n=1인 경우,

Figure 112005038200215-pat00002
,If n = 1,
Figure 112005038200215-pat00002
,

n≠1 인 경우,

Figure 112005038200215-pat00003
이며,If n ≠ 1,
Figure 112005038200215-pat00003
Is,

여기서, here,

n은 데이터 측정 시작 후, 이동체 펄스 발생부에서 발생된 각 펄스 구간,n is each pulse interval generated from the moving object pulse generator after the start of data measurement,

T 0 는 데이타 측정 직전 펄스 구간의 소요시간, T 0 is the time required for the pulse section just before data measurement,

Tn은 n 펄스 구간의 소요시간, T n is the time required for n pulse intervals,

M은 각 펄스 구간 당 평균데이터의 수로서, 다음과 같이 계산되는 데,M is the number of average data for each pulse interval, which is calculated as

Figure 112005038200215-pat00004
Figure 112005038200215-pat00004

여기서, P는 상기 펄스 발생부에서 발생되는 이동체 바퀴의 1 회전 당 펄스 수,Here, P is the number of pulses per one revolution of the moving wheel generated in the pulse generator,

N은 이동체 바퀴의 1 회전 당 수신하고자 하는 샘플링 데이트 수를 나타낸다. N represents the number of sampling data to be received per revolution of the moving wheel.

상기 A/D 변환부는 상기 가변 샘플 제어부에서 Pulse 신호가 인가될 때에만 데이터를 발생시킴으로 정지하고 있는 이동체에 대해서는 복수개의 데이터를 수신하지 않는다. The A / D converter generates data only when a pulse signal is applied by the variable sample controller, and thus does not receive a plurality of data for the stationary moving object.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 대해서 보다 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in more detail with respect to the present invention.

도 1은 단말국(mobile station)이 기지국(base station)으로부터 멀어지는 방향으로 이동하는 동안 지형구조를 따라 경로손실, 장구간 페이딩, 단구간 페이딩을 포함하는 수신 전계 신호세기의 변화를 보여주는 그림이다. 단말국이 이동중에 기지국으로부터 수신하는 신호의 세기는 도 1에 도시된 바와 같이 나타난다. 단말국이 기지국으로부터 멀어질수록 신호의 세기는 전체적으로 감쇠하게 된다 FIG. 1 is a diagram illustrating a change in received field signal strength including path loss, long-term fading, and short-term fading along a terrain structure while the mobile station moves away from a base station. The strength of the signal that the terminal station receives from the base station while moving is shown as shown in FIG. As the terminal station moves away from the base station, the strength of the signal attenuates as a whole.

그러나, 짧은 구간에서 보면 거리가 멀어지더라도 신호의 크기는 다시 커질 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 수십 m의 거리에 걸쳐 완만하게 변화하는 성분 을 느린 페이딩(long-term 페이딩)이라고 하고, 느린 페이딩 상에 급격하게 변화하는 신호 성분을 빠른 페이딩(short-term 페이딩)이라고 한다. However, in the short period, even if the distance increases, the size of the signal may increase again. As shown in FIG. 1, the slowly changing component over a distance of several tens of meters is called long-term fading, and the rapidly changing signal component on slow fading is fast fading (short-term fading). It is called.

빠른 페이딩은 지형과 건물 등에 의하여 신호가 반사, 회절, 산란되면서 다중 경로가 형성되고, 이들 다중 경로의 신호들이 상호 간섭하여 신호의 합과 차에 의하여 신호의 세기가 급격하게 변화하는 페이딩(fading) 현상이다.Fast fading is a fading in which signals are reflected, diffracted, and scattered by terrain, buildings, etc., and multipaths are formed. It is a phenomenon.

이와 같이 짧은 거리에서 급격하게 변하는 빠른 페이딩 신호를 정확하게 측정하기 위해서는 수신 전계강도 데이터를 받아들이는 샘플링 레이트(sampling rate)가 높아야 한다.In order to accurately measure a fast fading signal rapidly changing in such a short distance, a sampling rate for receiving received field strength data must be high.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 이동전파신호의 빠른 페이딩 신호 측정을 위한 전계 강도 측정장치의 구성 블럭도이다.2 is a block diagram of an electric field strength measuring apparatus for measuring a fast fading signal of a mobile radio signal according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 외부로부터 이동전파신호를 받아들이는 안테나(100)와, 상기 안테나를 통해 페이딩 신호를 수신하는 전계강도 수신부(200), 상기 전계강도 수신부의 아날로그 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부(A/D 변환부)(300), 공간적으로 이동하는 이동체의 바퀴의 회전수에 따라 일정한 간격의 펄스를 제공하는 펄스 발생부(400), 상기 펄스 발생부에서 발생하는 펄스와 펄스 사이의 시간간격을 계산하여 상기 아날로그-디지털 변환부의 샘플링 레이트를 조절하는 가변 샘플 제어부(500), GPS 안테나(600)를 통해 GPS 데이터를 수신하는 GPS 수신부(700), 상기 아날로그-디지털 변환부의 출력인 수신 전계강도 데이터와 상기 GPS 수신부의 출력인 위치데이터를 동시에 저장하는 데이터 저장부(800)로 구성되어 있다.Referring to FIG. 2, an antenna 100 receiving a mobile radio wave signal from the outside, a field strength receiver 200 receiving a fading signal through the antenna, and converting an analog output signal of the field strength receiver into a digital signal Analog-to-digital converter (A / D converter) 300, the pulse generator 400 for providing a pulse of a predetermined interval according to the number of revolutions of the wheel of the moving object spatially, the pulse generated in the pulse generator A variable sample controller 500 for adjusting the sampling rate of the analog-digital converter by calculating a time interval between a pulse and a pulse, a GPS receiver 700 receiving GPS data through the GPS antenna 600, and the analog-digital conversion. The data storage unit 800 is configured to simultaneously store received field strength data, which is a negative output, and position data, which is an output of the GPS receiver.

상기 펄스 발생부에서 발생하는 펄스는 상기 아날로그-디지털 변환부의 트리거(trigger) 신호가 되어, 펄스 발생부에서 펄스 신호가 들어올 때 마다, 아날로그-디지털 변환부는 하나의 수신 데이터를 만든다.The pulse generated by the pulse generator becomes a trigger signal of the analog-digital converter. Whenever a pulse signal is input from the pulse generator, the analog-digital converter generates one received data.

도 3은 종래의 일반적인 이동체 바퀴의 1 회전 당 4개의 펄스를 발생시키는 이동체의 펄스 발생장치의 펄스 파형에 관한 그림이다.3 is a diagram of the pulse waveform of the pulse generator of the moving object for generating four pulses per one revolution of the conventional general moving wheel.

도 3은 종래의 일반적인 펄스 발생부의 펄스 파형으로서, 이동체 바퀴의 1 회전 당 4개의 펄스를 발생시키는 펄스 발생부의 펄스 파형에 관한 그림이다. 즉, 공간적으로 이동하는 이동체의 바퀴의 회전에 따라 공간적으로 일정하게 펄스를 발생시키는 이동체 펄스 발생 장치가 공지되어 있다. 도 3은 이동체 펄스 발생장치의 펄스 파형을 일예로 도시한다. 즉, 이동체가 한 바퀴 회전할 때, 4개의 펄스가 발생하고, 이동거리가 180cm 인 이동체 펄스 발생 장치의 펄스 파형을 예를 보여주는 그림이다. 만약 이와 같은 이동체으로 페이딩 신호를 측정하면 180cm 이동하는 동안 4개의 데이터를 수신할 수 있게 된다. 그러나, 한 바퀴 회전하는 동안 4개의 수신데이터로는 높은 주파수 신호의 빠른 페이딩 신호를 정확하게 측정할 수가 없다는 문제점이 있었다. 3 is a pulse waveform of a conventional general pulse generator, and is a diagram of a pulse waveform of a pulse generator that generates four pulses per one revolution of a moving wheel. That is, a moving object pulse generating device is known which generates a pulse in a spatially constant manner according to the rotation of a wheel of a moving object that is spatially moving. 3 shows an example of a pulse waveform of a moving object pulse generator. In other words, when the moving object rotates once, four pulses are generated, and the figure shows an example of the pulse waveform of the moving object pulse generator having a moving distance of 180 cm. If the fading signal is measured by such a moving object, four data can be received while moving 180 cm. However, there is a problem in that the fast fading signal of the high frequency signal cannot be accurately measured with four received data during one rotation.

도 4는 도 3의 이와 같은 문제점을 극복하기 위하여 제시된 원리로서, 한 바퀴 회전 할 때 4개의 펄스가 발생하는 펄스 발생부에서, 한 바퀴당 원하는 데이터 수를 얻기 위하여 원하는 데이터 수를 각 펄스 수로 나눈 샘플 수 만큼 펄스 간격사이에 측정데이터를 측정한다. FIG. 4 is a principle presented to overcome the problems of FIG. 3. In a pulse generator in which four pulses are generated when one revolution is generated, the number of desired data is divided by the number of pulses to obtain a desired number of data per revolution. Measure the measured data between pulse intervals by the number of samples.

도 4의 예에서 한 바퀴당 4개의 펄스가 발생하는 이동체에 대해 한 바퀴당 40개의 데이터를 수신하기 위해서 한 펄스 간격당 평균 10개의 데이터를 수신하면 된다. 즉 한 펄스 간격당 소요시간이 10초라면 10개의 데이터를 수신하기 위해서는 1초당 한 개의 데이터를 수신하면 된다. In the example of FIG. 4, in order to receive 40 data per wheel for a moving object having four pulses per wheel, an average of 10 data per pulse interval may be received. That is, if the time required per pulse interval is 10 seconds, one data per second may be received to receive 10 data.

그러나, 이동체의 속도가 일정하지 않다면, 일정한 시간간격으로 측정한 데이터가 일정한 공간간격으로 측정한 데이터로 간주할 수 없다. 그러므로 일정한 공간간격으로 측정데이터의 샘플링 레이트를 높이기 위해서는 도 4의 원리에서 보정작업이 필요하다.However, if the speed of the moving object is not constant, the data measured at a constant time interval cannot be regarded as data measured at a constant spatial interval. Therefore, in order to increase the sampling rate of the measurement data at a constant spatial interval, correction is necessary in the principle of FIG. 4.

도 5는 도 4의 문제점을 해결하기 위해 제안된 본 발명 방법의 알고리즘으로서, 이동체의 속도가 일정하지 않는 경우에도 일정한 공간간격으로 수신 전계강도 데이터를 취득하는 원리를 나타내고 있다. 공간적으로 균일하게 많은 데이터를 취득할 수 있도록 더 정확한 페이딩 신호를 측정할 수 있게 된다.FIG. 5 is an algorithm of the method of the present invention proposed to solve the problem of FIG. 4 and illustrates a principle of acquiring received field strength data at a constant spatial interval even when the speed of a moving object is not constant. A more accurate fading signal can be measured so that a large amount of data can be acquired spatially and uniformly.

본 발명에서는, 움직이는 이동체의 속도는 등속, 가속, 혹은 감속 중의 하나이다. 그러므로 이동체의 속도 변화에 관계없이 일정한 공간간격으로 데이터를 수신하기 위해서는 이동체의 속도 변화에 대한 데이터 샘플링 속도 또한 가변되어야 한다. 즉 빠른 속도로 이동체가 진행하는 구간에서는 동일한 시간동안 많은 거리를 진행하므로, 수신 데이터 샘플링 속도가 빨라야 하며, 이동체의 속도가 느린 구간에서는 수신 데이터 샘플링 속도도 줄어야 한다. In the present invention, the speed of the moving moving object is one of constant speed, acceleration, or deceleration. Therefore, in order to receive data at a constant spatial interval regardless of the speed change of the moving body, the data sampling rate for the speed change of the moving body must also be varied. In other words, since the moving object moves at a high speed for a long time during the same time, the receiving data sampling rate should be fast, and the receiving data sampling rate should be reduced in the moving object speed section.

도 5를 참조로 하여, 이동체의 속도 변화에 상관없이 공간적으로 일정한 데이터를 수신하는 가변샘플 펄스 발생장치의 원리를 설명하고자 한다.With reference to FIG. 5, the principle of the variable sample pulse generating apparatus for receiving spatially constant data regardless of the speed change of the moving object will be described.

(1) 먼저, 이동체가 한 바퀴 회전할 때 이동체 자체의 펄스발생부에서 발생 하는 펄스 수(P)를 입력한다. 본 예에서 P=4 이다. (1) First, input the number of pulses (P) generated in the pulse generator of the moving object itself when the moving object rotates once. In this example, P = 4.

(2) 다음에 사용자가 이동체가 한 바퀴 회전할 때 수신하고자 하는 샘플링 데이터의 수(N)를 입력한다. (2) Next, the user inputs the number N of sampling data to be received when the moving object is rotated once.

(3) 이때, 이동체의 펄스 발생부의 한 펄스 구간 당 수신하고자 하는 평균데이터의 수가 계산되어진다. 즉 한 펄스 구간 당 평균데이터의 수 M은 다음과 같이 계산된다. (3) At this time, the average number of data to be received per pulse section of the pulse generator of the moving object is calculated. That is, the number M of average data per pulse period is calculated as follows.

Figure 112005038200215-pat00005
Figure 112005038200215-pat00005

상기 M은 모든 펄스 구간에서의 기준 데이터 량이 된다. 그러므로 각 펄스구간에서 데이터 개수가 M에 가까울수록 공간적으로 일정한 데이터를 수신하는 것이 된다.M is a reference data amount in all pulse sections. Therefore, the closer the number of data is to M in each pulse section, the more spatially constant data is received.

(4) 그리고, 이동체의 펄스 발생부의 한 펄스 간격당 소요되는 소요시간(

Figure 112005038200215-pat00006
)을 측정하여, 다음 펄스 구간(n)에 적용한다.
Figure 112005038200215-pat00007
는 초기 펄스구간의 소요시간으로, 즉 데이타 측정 직전 펄스 구간의 소요시간이며, 이것이 기준시간이 된다. 이때는 시간만 측정하고 데이터는 수신하지 않는다. (4) The time required per pulse interval of the pulse generator of the moving object (
Figure 112005038200215-pat00006
) Is measured and applied to the next pulse section n.
Figure 112005038200215-pat00007
Is the time required for the initial pulse section, that is, the time required for the pulse section immediately before data measurement, which is the reference time. In this case, only time is measured and no data is received.

(5, 6),

Figure 112005038200215-pat00008
은 각 펄스 구간의 데이터 측정 시간 간격이며, 다음과 같이 계산된다.(5, 6),
Figure 112005038200215-pat00008
Is the data measurement time interval of each pulse interval, and is calculated as follows.

n=1 경우, 즉 첫 번째 펄스구간에서의 데이터 측정 시간 간격은 If n = 1, i.e. the data measurement time interval in the first pulse interval is

Figure 112005038200215-pat00009
에 의해 계산된다.
Figure 112005038200215-pat00009
Is calculated by.

n ≠1 경우, 즉 두 번째 펄스구간 부터는 If n ≠ 1, that is, from the second pulse interval

Figure 112005038200215-pat00010
에 의해 데이터 측정 시간 간격이 계산된다. 이 식이 의미하는 바는 현재의 펄스 구간에서의 데이터 측정 시간 간격은 직전 펄스 구간의 소요시간 및 소요 시간 변화량을 고려하여 계산된다. 즉 이동체가 등속구간이냐, 가속 구간이냐, 감속구간이냐의 상태를 현재 펄스 구간의 데이터 측정 시간 산출식에 고려하는 것이므로 더 정확한 현재 펄스구간의 측정 시간 간격을 산출하게 된다.
Figure 112005038200215-pat00010
The data measurement time interval is calculated. This expression means that the data measurement time interval in the current pulse interval is calculated in consideration of the time required and the amount of change in the time of the previous pulse interval. That is, since the moving object considers the state of the constant velocity section, the acceleration section, or the deceleration section in the data measurement time calculation formula of the current pulse section, the more accurate measurement time interval of the current pulse section is calculated.

(7)

Figure 112005038200215-pat00011
은 n 펄스 구간에서 수신한 빠른 페이딩 신호의 수신 전계강도 데이터이다. 이 데이터를 일정한 형식에 의해 데이터 저장부에 저장한다.(7)
Figure 112005038200215-pat00011
Is received field strength data of a fast fading signal received in n pulse intervals. The data is stored in the data storage unit in a certain format.

(8) 데이터 수신중에 이동체 펄스 발생장치의 다음 펄스가 들어오면, (8) When the next pulse of the moving object pulse generator comes in during data reception,

(9) 직전 펄스 구간의 소요시간(

Figure 112005038200215-pat00012
)을 측정하고, (5)∼(7) 과정을 반복한다.(9) Required time of previous pulse section (
Figure 112005038200215-pat00012
), And repeat the process (5) to (7).

(10) 측정 도중에 '종료' 신호가 들어오면, 언제든지 측정을 종료한다.(10) If 'end' signal comes in during the measurement, stop the measurement at any time.

도 6은 도 5의 알고리즘에 의해, 이동체 펄스 발생장치의 펄스 수 P=4, 한 바퀴 당 수신하고자 하는 총 데이터 개수 N=400, 펄스 발생부의 한 펄스 간격 당 수신하고자 하는 평균데이터의 수 M=100 인 경우에 대해 측정한 데이터 테이블을 보여주는 표이다. FIG. 6 shows the number of pulses P = 4 of the moving object pulse generator, the total number of data N = 400 to be received per wheel, the number of average data Ms to be received per pulse interval of the pulse generator by the algorithm of FIG. Table showing measured data table for case 100.

이 표에서 등속구간, 등 가속 구간, 등 감속 구간에서는 초기 설정한 평균 데이터와 동일한 개수의 데이터가 수신되며, 가속도가 변하는 구간에서는 약간의 오차가 있음을 알 수 있다.In this table, the same number of data as the initially set average data is received in the constant velocity section, the equal acceleration section, and the equal deceleration section, and there is a slight error in the section where the acceleration changes.

이상에서 상술한바와 같이 본 발명은 이동전파신호의 빠른 페이딩 신호의 수신 전력측정을 위한 가변샘플 펄스 발생장치 및 및 이를 포함하여 각 위치에 따른 수신 전계의 강도를 측정하는 전계 강도 측정 장치에 관한 것이다. 이동통신 환경에서는 수신 전계강도를 정확히 예측하기란 매우 어렵다. 특히 도심지역과 같이 직접파보다는 반사파에 의한 통신이 주로 이루어지는 전파환경에서는 수신지점이 약간만 변화더라도 수신 전계강도의 세기는 크게 변한다. 이와 같이 주변 환경 변화에 따른 전계강도의 예측은 일반적인 전파모델로는 해석이 곤란하므로 실제 신호를 측정 및 분석하여 제시된 실험식이 많이 사용된다. 따라서 급격하게 변하는 전계강도 신호의 공간적 분포를 정확히 측정하는 것이 매우 중요하다. 본 발명에서 제안한 원리와 기술을 적용한 페이딩 특성을 고려한 수신 전계 강도 측정 장치는 보다 편리하고 정확하게 페이딩 신호를 측정하고 분석할 수 있으므로, 무선망 설계를 위한 전파측정 장치, 새로운 이동통신용 안테나 및 이동통신 시스템의 통신 성능을 평가하고 서비스 영역을 결정하기 위한 전파 측정 장치로서 활용할 수 있다. As described above, the present invention relates to a variable sample pulse generator for measuring a reception power of a fast fading signal of a mobile radio signal, and an electric field strength measuring device for measuring the strength of a received electric field according to each position. . In the mobile communication environment, it is very difficult to accurately predict the received field strength. In particular, in the radio environment where communication is mainly based on reflected waves rather than direct waves, such as urban areas, the strength of the received field strength varies greatly even if the receiving point changes only a little. As such, the prediction of the electric field strength according to the change of the surrounding environment is difficult to interpret by the general propagation model. Therefore, the empirical equations presented by measuring and analyzing the actual signals are frequently used. Therefore, it is very important to accurately measure the spatial distribution of the rapidly changing field strength signal. Receiving field strength measuring device considering the fading characteristics applying the principles and techniques proposed in the present invention can measure and analyze fading signals more conveniently and accurately, so that radio wave measuring device for wireless network design, antenna for new mobile communication and mobile communication system It can be utilized as a radio wave measuring device for evaluating the communication performance of and to determine the service area.

Claims (5)

이동전파신호의 빠른 페이딩 신호의 수신전력측정을 위한 수신 전계 강도 측정 장치로서, Receiving field strength measuring apparatus for measuring the reception power of a fast fading signal of a mobile radio signal, 안테나를 통해 이동통신 채널의 페이딩 신호를 수신하는 전계강도 수신부, A field strength receiver for receiving a fading signal of a mobile communication channel through an antenna; 상기 전계강도 수신부의 아날로그 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부(A/D 변환부), An analog-digital converter (A / D converter) for converting the analog output signal of the electric field strength receiver into a digital signal; 공간적으로 이동하는 이동체의 바퀴의 회전수에 따라 일정한 간격의 펄스를 제공하는 펄스 발생부, Pulse generator for providing a pulse of a predetermined interval in accordance with the number of revolutions of the wheel of the moving object, spatially 이동전파신호의 빠른 페이딩 신호의 수신 전력을 정확히 측정함과 동시에 이동체의 속도가 변하더라도 일정한 공간간격으로 데이터를 수신하도록, 상기 펄스 발생부의 펄스와 펄스 사이의 시간간격 및 시간 변화량을 측정하여 각 펄스 구간의 데이터 측정 시간 간격을 조절함으로써, 상기 아날로그-디지털 변환부의 샘플링 레이트를 조절하는 가변 샘플 제어부,By measuring the received power of the fast fading signal of the mobile radio signal accurately and receiving the data at a constant spatial interval even if the speed of the moving object is changed, the time interval and the amount of time change between the pulse and the pulse of the pulse generator to measure each pulse A variable sample controller for adjusting a sampling rate of the analog-digital converter by adjusting a data measurement time interval of a section; GPS 안테나를 통해 GPS 데이터를 수신하는 GPS 수신부, 및 A GPS receiver for receiving GPS data through a GPS antenna, and 상기 아날로그-디지털 변환부의 출력인 전계강도 데이터와 상기 GPS 수신부의 출력인 위치데이터를 동시에 저장하는 데이터 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 전계 강도 측정 장치. And a data storage unit for simultaneously storing field strength data output from the analog-digital converter and position data output from the GPS receiver. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 각 펄스 구간의 데이터 측정 시간 간격(
Figure 112005038200215-pat00013
)은
Data measurement time interval of each pulse section (
Figure 112005038200215-pat00013
)silver
n=1인 경우,
Figure 112005038200215-pat00014
,
If n = 1,
Figure 112005038200215-pat00014
,
n≠1 인 경우,
Figure 112005038200215-pat00015
이며,
If n ≠ 1,
Figure 112005038200215-pat00015
Is,
여기서, here, n은 데이터 측정 시작 후, 이동체 펄스 발생부에서 발생된 각 펄스 구간,n is each pulse interval generated from the moving object pulse generator after the start of data measurement, T 0 는 데이타 측정 직전 펄스 구간의 소요시간, T 0 is the time required for the pulse section just before data measurement, Tn은 n 펄스 구간의 소요시간, T n is the time required for n pulse intervals, M은 각 펄스 구간 당 평균데이터의 수로서, 다음과 같이 계산되는 데,M is the number of average data for each pulse interval, which is calculated as
Figure 112005038200215-pat00016
Figure 112005038200215-pat00016
여기서, P는 상기 펄스 발생부에서 발생되는 이동체 바퀴의 1 회전 당 펄스 수,Here, P is the number of pulses per one revolution of the moving wheel generated in the pulse generator, N은 이동체 바퀴의 1 회전 당 수신하고자 하는 샘플링 데이트 수를 나타내는 것을 특징으로 하는 수신 전계 강도 측정 장치. N is a reception electric field strength measuring apparatus, characterized in that it represents the number of sampling data to be received per one revolution of the moving wheel.
제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 A/D 변환부는 상기 가변 샘플 제어부에서 Pulse 신호가 인가될 때에만 데이터를 발생시킴으로 정지하고 있는 이동체에 대해서는 복수개의 데이터를 수신 하지 않는 것을 특징으로 하는 수신 전계 강도 측정 장치.And the A / D converter generates data only when a pulse signal is applied from the variable sample controller, and thus does not receive a plurality of data for a stationary moving object. 이동전파신호의 빠른 페이딩 신호의 수신전력측정을 위한 아날로그-디지탈 변환부의 샘플링 레이트를 조절하는 가변 샘플 펄스 발생 장치에 있어서, In the variable sample pulse generator for adjusting the sampling rate of the analog-to-digital converter for measuring the reception power of the fast fading signal of the mobile radio signal, 공간적으로 이동하는 이동체의 바퀴의 회전수에 따라 일정한 간격의 펄스를 제공하는 펄스 발생부, 및 A pulse generator for providing pulses at regular intervals according to the number of revolutions of the wheel of the moving object spatially; 이동전파신호의 빠른 페이딩 신호의 수신 전력을 정확히 측정함과 동시에 이동체의 속도가 변하더라도 일정한 공간간격으로 데이터를 수신하도록, 상기 펄스 발생부의 펄스와 펄스 사이의 시간간격 및 시간 변화량을 측정하여 각 펄스 구간의 데이터 측정 시간을 조절함으로써, 아날로그-디지털 변환부의 샘플링 레이트를 조절하는 가변 샘플 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 샘플 펄스 발생 장치. By measuring the received power of the fast fading signal of the mobile radio signal accurately and receiving the data at a constant spatial interval even if the speed of the moving object is changed, the time interval and the amount of time change between the pulse and the pulse of the pulse generator to measure each pulse And a variable sample control unit for adjusting the sampling rate of the analog-digital converter by adjusting the data measurement time of the section. 제 4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 각 펄스 구간의 데이터 측정 시간 간격(
Figure 112005038200215-pat00017
)은
Data measurement time interval of each pulse section (
Figure 112005038200215-pat00017
)silver
n=1인 경우,
Figure 112005038200215-pat00018
,
If n = 1,
Figure 112005038200215-pat00018
,
n≠1 인 경우,
Figure 112005038200215-pat00019
이며,
If n ≠ 1,
Figure 112005038200215-pat00019
Is,
여기서, here, n은 데이터 측정 시작 후, 이동체 펄스 발생부에서 발생된 각 펄스 구간,n is each pulse interval generated from the moving object pulse generator after the start of data measurement, T 0 는 데이타 측정 직전 펄스 구간의 소요시간, T 0 is the time required for the pulse section just before data measurement, Tn은 n 펄스 구간의 소요시간, T n is the time required for n pulse intervals, M은 각 펄스 구간 당 평균데이터의 수로서, 다음과 같이 계산되는 데,M is the number of average data for each pulse interval, which is calculated as
Figure 112005038200215-pat00020
Figure 112005038200215-pat00020
여기서, P는 상기 펄스 발생부에서 발생되는 이동체 바퀴의 1 회전 당 펄스 수,Here, P is the number of pulses per one revolution of the moving wheel generated in the pulse generator, N은 이동체 바퀴의 1 회전 당 수신하고자 하는 샘플링 데이트 수,N is the number of sampling data that you want to receive per revolution of the moving wheel, 인 것을 특징으로 하는 가변 샘플 펄스 발생 장치.Variable sample pulse generator, characterized in that.
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